CSB蓄电池HRL12500W 中国台湾技术服务支持

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UPS供电系统的接地及零地电压对负载的影响

零地电压是UPS输出电压的重要技术指标，会直接影响负载的稳定运行。而正确处理UPS输出的零地电压，有利于设备的稳定运行，提高负载的使用寿命。
　　
　　1.接地的基本概念
　　
　　将电气设备或用电保护装置的外壳用导线（又称接地线）与接地体连接简称接地。直接与大地接触的金属导体或金属导体组称为接地体。接地线和接地体总称为接地装置。
　　
　　（1）对地电压
　　
　　电气设备的接地部分（如接地外壳、接地线和接地体等）与大地零电位点（在距接地体或接地处10m以外的地方）之间的电位差称为接地时的对地电压。
　　
　　（2）接地电阻
　　
　　接地体对地电阻和接地线电阻的总和称为接地装置的接地电阻。
　　
　　（3）接地体作用
　　
　　接地目的是为了安全，防止电气设备损坏和保证人身安全，保证电气设备的正常运行。为了保证人身安全，所有电气设备都应安装接地装置。若该电气设备一旦因绝缘损坏或感应带电，则电流可以经过接地线和接地体流入大地中去，不产生危险电压以保证人身安全。
　　
　　（4）接地装置的安装
　　
　　接地装置包括接地体和接地线两部分。
　　
　　①接地体
　　
　　接地体可尽量利用自然接地体，如敷设在地下的各种金属管道，一般自然接地体不能满足接地电阻要求时，可采用人工接地体。人工接地体可采用下述方法：在地表下挖长5m，深3m的沟槽，底部平铺一层粗砂，砂层上放入煤渣层，放入由钢管、角钢或铜管做成的铜排，角钢接地体一般为40mm×40mm×4mm或50mm×50mm×5mm，长2.5m以上，导电排与接地线要用卯接或焊接方式联接，然后在铺上煤渣层，平均撒上工业用盐，后在平铺砂层填土压时，这样才能满足接地电阻小于4Ω的要求。禁止在地下用裸铝导体作为接地体，但可用钢管或粗铜线作接地体。
　　
　　②接地线
　　
　　接地线主要采用扁钢（截面积应大于48mm2）焊接，也可采用扁铜线。
　　
　　③接地电阻值的测量
　　
　　可以采用接地电阻测试仪，对接地装置的接地电阻进行测量，接地电阻测试仪属摇表类型。一般接地电阻要小于4Ω。
　　
　　2.零线的定义
　　
　　发电机和变压器的三相低压绕组采用Y型连接，连接后的中点引出的导线称中线，在三相四线制供电线路中，中线通常在变压器输出点直接接地，接地的中线称为零线。在380/220V供电线路中，相线与零线之间的电压为220V，理论上零地电压为0V。
　　
　　3.产生零地电压过高的原因
　　
　　由于三相电流不平衡，在用户端零地之间肯定存在零地电压。但只要把零地电压控制在2V以下，就不会对系统或者设备造成危害。产生零地电压过高的原因有以下几点：
　　
　　（1）三相电源负载不平衡；
　　
　　（2）接地电阻过大；
　　
　　（3）零线和地线的线径太细或断路；
　　
　　（4）高频谐波或电磁场干扰引起电位升高；
　　
　　（5）使用UPS、电子稳压器等电子供电设备；
　　
　　（6）用的插线板不符合电器标准；
　　
　　其中前三项是造成零地电压偏高的主要原因，第（5）、（6）两项是用户设备的问题，只要合理选择UPS设备，正确选型和配线，就不会因设备问题造成UPS输出零地电压过高。
　　
　　4.零地电压对负载的影响
　　
　　零地电压对负载的影响，主要表现在三个方面：
　　
　　（1）引起硬件故障
　　
　　一般要求UPS输出零地电压值不超过2V。零地电压过高可能引发控制信号的误动作，造成设备的误启动和误关机。还可能造成误码率上升，丢包率增加，造成通信缓慢，传输速率下降，影响通信质量，延误或阻止通信的正常进行。
　　
　　（2）烧毁设备
　　
　　对于计算机设备而言，零地电压过高则会导致服务器速度下降、网络交换速度降低、服务器无故关机，甚至造成硬件损坏。
　　
　　（3）引发控制信号的误动作
　　
　　有的时候，服务器在零地电压高于某一值（比如2V）时就无法启动。因此用户在安装设备时，厂家的硬件安装工程师在现场就会对安装环境的零地电压进行测量，一般情况下要求小于2V，大于此数值则不予加电开机。
　　
　　（4）影响通信质量
　　
　　零地电压有时会直接导致硬件损坏。因此，高频设备供电不仅要采用在线式UPS，还必须配备良好的接地系统，以保证零地电压低于2伏。
　　
　　5.零地电压过高的改进
　　
　　因为零地电压是影响UPS后续设备运行可靠性的重要因素，一般要求零地电压控制在2V以下，为此可从以下几方面加以控制：
　　
　　（1）保证三相电力负载尽可能均衡。如果三相用电不平衡，零线上的电流就会加大，零线N两端的电压差就会直接造成零地电压过高。因此，要尽量配平三相负载，定期根据负载的使用变化进行必要的调整。此外，还可以通过增加零线截面积，从而有效降低零地电压。
　　
　　（2）建立独立、良好的接地系统，尽量降低接地电阻，接地电阻不能超过4Ω。接地线和接地体要符合电力设施规范，*请专业人员做接地线且用仪器测量，务必使接地电阻符合要求。
　　
　　（3）UPS零线输入端不能加装开关。UPS输入端零线不能装开关，任何时间不能让零线断路，特别是对UPS做蓄电池放电维护时，可断开火线但不能断开零线，否则会使UPS输入的零线悬空造成输出零地电压升高。
　　
　　（4）选用零地电压值较小的UPS。在选购UPS时，需要考虑零地电压的控制问题。有些类型的UPS经过特殊的设计，甚至可以使输出的零地电压小于1伏。
　　
　　（5）UPS输出端加装隔率变压器。当UPS输入的零地电压不高，而输出零地电压过高时，可以采用在UPS输出端加装隔率变压器的办法来隔离输入和输出之间的电气连接，同时在隔离变压器输出的零线端直接做接地处理。
　　
　　以下举例说明：湖北钟祥某银行分理处下设的几个储蓄所反映柜台通信交换机总是掉线。实地检测结果表明UPS输出零地电压高达36V，故障原因是UPS输出零地电压过高所致，查看接地线发现该分理处下设的几个故障所的接地线都是用一根6mm2的导线植入地下，由于干旱，其接地电阻加大所致。该所后来单独做了规范的地线，就再也没有出现类似故障。
　　
　　河北唐山某银行分理处反映在对UPS蓄电池做放电维护时零地电压高达40V，机房管理员在对蓄电池放电时断开了市电双刀开关，使输入零线悬空，造成UPS零地电压过高，采取了在双刀开关零线侧短接零线，保持零线常通的改进措施，UPS输出的零地电压也正常了。
　　
　　6.结束语
　　
　　零地电压是UPS输出电压的重要技术指标，直接影响负载的稳定运行。正确处理UPS输出的零地电压，制作符合规范的接地装置，接地电阻必须小于4Ω，保证UPS输出的零地电压小于2V，这样才能有效促进设备的稳定运行，避免造成重大损失。